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Introducción del capitulo
Las redes de datos e Internet brindan soporte a la red humana al
proporcionar la comunicación continua y confiable entre las personas,
tanto de manera local como alrededor del mundo.
En un único dispositivo, las personas pueden utilizar varios servicios
como e-mails, la Web y la mensajería instantánea para enviar mensajes
o recuperar información. Las aplicaciones como clientes de correo
electrónico, exploradores Web y clientes de mensajería instantánea
permiten que las personas utilicen las computadoras y las redes para
enviar mensajes y buscar información.
REDES
Alumnos:Hilaria del c. Caseres Hernández
Maribel Juárez AlmeidaSabino Cruz Garcia
Cunduacán Tabasco, 12 de marzo del 2009
Introducción del capitulo
Las redes de datos e Internet brindan soporte a la red humana al
proporcionar la comunicación continua y confiable entre las personas,
tanto de manera local como alrededor del mundo.
En un único dispositivo, las personas pueden utilizar varios servicios
como e-mails, la Web y la mensajería instantánea para enviar mensajes
o recuperar información. Las aplicaciones como clientes de correo
electrónico, exploradores Web y clientes de mensajería instantánea
permiten que las personas utilicen las computadoras y las redes para
enviar mensajes y buscar información.
Los datos de cada una de estasaplicaciones se empaquetan,transportan y entregan al daemonde servidor o aplicación adecuadosen el dispositivo de destino.Los procesos descritos en la capade Transporte del modelo OSIaceptan los datos de la capa deAplicación y los preparan para eldireccionamiento en la capa deRed. La capa de Transporte esresponsable de la transferenciade extremo a extremo general delos datos de aplicación.
4.1 Funciones de la capa de Transporte
4.1.1 Propósito de la capa de Transporte
La capa de Transporte permite la segmentación de datos y brinda el
control necesario para reensamblar las partes
dentro de los distintos streams de comunicación. Las responsabilidades
principales que debe cumplir son:
• seguimiento de la comunicación individual entre aplicaciones en los
hosts origen y destino,
• segmentación de datos y gestión de cada porción,
• reensamble de segmentos en flujos de datos de aplicación, e
• identificación de las diferentes aplicaciones.
Los requerimientos de
datos varían
Debido a que las distintas
aplicaciones poseen distintos
requerimientos, existen varios
protocolos de la capa de
Transporte. Para algunas
aplicaciones, los segmentos
deben llegar en una secuencia
específica de manera que
puedan ser procesados en
forma exitosa. En algunos
casos, todos los datos deben
recibirse para ser utilizados por
cualquiera de las mismas. En
otros casos, una aplicación
puede tolerar cierta pérdida de
datos durante la transmisión a
través de la red.
Separación de
comunicaciones múltiples
Considere una computadora
conectada a una red que recibe y
envía e-mails y mensajes
instantáneos, explora sitios Web y
realiza una llamada telefónica de
VoIP de manera simultánea. Cada
una de estas aplicaciones envía y
recibe datos en la red al mismo
tiempo. Sin embargo, los datos de
la llamada telefónica no se
direccionan al explorador Web y
el texto de un mensaje
instantáneo no aparece en el e-
mail.
4.1.2 Control de las conversaciones
Las funciones principales especificadas por todos los protocolos de la capa de
Transporte incluyen:
Segmentación y reensamblaje: La mayoría de las redes poseen una limitación
en cuanto a la cantidad de datos que pueden incluirse en una única PDU
(Unidad de datos del protocolo). La capa de Transporte divide los datos de
aplicación en bloques de datos de un tamaño adecuado. En el destino, la capa
de Transporte reensambla los datos antes de enviarlos a la aplicación o
servicio de destino.
Multiplexación de conversaciones: Pueden existir varias aplicaciones o
servicios ejecutándose en cada host de la red. A cada una de estas
aplicaciones o servicios se les asigna una dirección conocida como puerto para
que la capa de Transporte pueda determinar con qué aplicación o servicio se
identifican los datos.
Además de utilizar la información
contenida en los encabezados
para las funciones básicas de
segmentación y reensamblaje de
datos, algunos protocolos de la
capa de Transporte proveen:
• conversaciones orientadas a la
conexión,
• entrega confiable,
• reconstrucción ordenada de
datos, y
• control del flujo.
4.1.3 Soporte de comunicación confiable
Un protocolo de la capa de Transporte puede implementar un
método para asegurar la entrega confiable de los datos. En
términos de redes, confiabilidad significa asegurar que cada
sección de datos que envía el origen llegue al destino. En la capa
de Transporte, las tres operaciones básicas de confiabilidad son:
• seguimiento de datos transmitidos,
• acuse de recibo de los datos recibidos, y
• retransmisión de cualquier dato sin acuse de recibo.
Determinación de la necesidad de confiabilidad
Las aplicaciones, como bases de datos, las páginas Web y los e-mails, requieren
que todos los datos enviados lleguen al destino en su condición original, de manera
que los mismos sean útiles.
Todos los datos perdidos pueden corromper una comunicación y dejarla incompleta
o ilegible. Por lo tanto, estas aplicaciones se diseñan para utilizar un protocolo de
capa de Transporte que implemente la confiabilidad.
El uso de recursos de red adicionales se considera necesario para estas
aplicaciones. aplicaciones.
4.1.4 TCP y UDP
Los dos protocolos más comunes de la capa de Transporte del conjunto deprotocolos TCP/IP son el Protocolo de control de transmisión (TCP) y elProtocolos de datagramas de usuario (UDP). Ambos protocolos gestionan lacomunicación de múltiples aplicaciones.
Protocolo de datagramas de usuario (UDP)
UDP es un protocolo simple, sin conexión, descrito en la RFC 768. Cuenta con la ventaja de proveer la entrega de datos sin utilizar muchos recursos. Las porciones de comunicación en UDP se llaman datagramas. Este protocolo de la capa de Transporte envía estos datagramas como "mejor intento".Entre las aplicaciones que utilizan UDP se incluyen:
• sistema de nombres de dominios (DNS),• streaming de vídeo, y• Voz sobre IP (VoIP).
Protocolo de control de transmisión (TCP)
TCP es un protocolo orientado a la conexión, descrito en la RFC 793.TCP incurre en el uso adicional de recursos para agregar funciones. Lasfunciones adicionales especificadas por TCP están en el mismo orden deentrega, son de entrega confiable y de control de flujo. Cada segmentode TCP posee 20 bytes de carga en el encabezado, que encapsulan losdatos de la capa de Aplicación, mientras que cada segmento UDP sóloposee 8 bytes de carga.
• exploradores Web,• e-mail, y• transferencia de archivos
4.1.5 Direccionamiento del puertoIdentificación de las conversaciones
Los servicios basados en TCP y UDP mantienen un seguimiento de las varias aplicaciones que se comunican. Para diferenciar los segmentos y datagramas para cada aplicación, tanto TCP como UDP cuentan con campos deencabezado que pueden identificar de manera exclusiva estas aplicaciones. Estos identificadores únicos son losnúmeros de los puertos.
En el encabezado de cada segmento o datagrama hay un puerto de origen y destino. El número de puerto de origen es el número para esta comunicación asociado con la aplicación que origina la comunicación en el host local. El número de puerto de destino es el número para esta comunicación asociado con la aplicación de destino en el host remoto.
Los números de puerto se asignan de varias maneras, en función de si el mensaje es una solicitud o una respuesta. Mientras que los procesos en el servidor poseen números de puertos estáticos asignados a ellos, los clientes eligen un número de puerto de forma dinámica para cada conversación.
Cuando una aplicación de cliente envía una solicitud a una aplicación de servidor, el puerto de destino contenido en el encabezado es el número de puerto que se asigna al daemon de servicio que se ejecuta en el host remoto. El software del cliente debe conocer el número de puerto asociado con el proceso del servidor en el host remoto. Este número de puerto de destino se puede configurar, ya sea de forma predeterminada o manual.
Por ejemplo, cuando una aplicación de explorador Web realiza una solicitud a un servidor Web, el explorador utiliza TCP y el número de puerto 80 a menos que se especifique otro valor. Esto sucede porque el puerto TCP 80 es el puerto predeterminado asignado a aplicaciones de servidores Web. Muchas aplicaciones comunes tienen asignados puertos predeterminados.
La Autoridad de números asignados de Internet (IANA) asigna números de puerto. IANA es un
organismo de estándares responsable de la asignación de varias normas de direccionamiento.
A veces es necesario conocer las conexiones TCP activas que están abiertas y en ejecución
en el host de red.
Netstat es una utilidad de red importante que puede usarse para verificar esas conexiones.
Netstat indica el protocolo en uso, la dirección y el número de puerto locales, la dirección y el
número de puerto ajenos y el estado de la conexión.
Las conexiones TCP no descritas pueden representar una importante amenaza a la
seguridad. Esto se debe a que pueden indicar que algo o alguien está conectado al host local.
Además, las conexiones TCP innecesarias pueden consumir recursos valiosos del sistema y
por lo tanto disminuir el rendimiento del host. Netstat debe utilizarse para determinar las
conexiones abiertas de un host cuando el rendimiento parece estar comprometido.
Existen muchas opciones útiles para el comando netstat.
4.1.6 Segmentación y reensamblaje: Divide y vencerás
Algunas aplicaciones transmiten grandes cantidades de datos; enalgunos casos, varios gigabytes. Resultaría poco práctico enviar todosestos datos en una sola gran sección. No puede transmitirse ningúnotro tráfico de red mientras se envían estos datos. Una gran secciónde datos puede tardar minutos y hasta horas en enviarse. Además, sihubiera algún error, el archivo de datos completo se perdería otendría que ser reenviado. Los dispositivos de red no cuentan conbuffers de memoria lo suficientemente grandes como para almacenaresa cantidad de datos durante la transmisión o recepción. El límitevaría en función de la tecnología de la red y del medio físico específicoque se utiliza.
Dividir los datos de aplicación en secciones garantiza que los datosse transmitan dentro de los límites delmedio y que los datos de distintas aplicaciones puedan sermultiplexados en el medio.
TCP y UDP gestionan la segmentación de forma distinta.
Con TCP, cada encabezado de segmento contiene un número de secuencia. Este
número de secuencia permite que las funciones de la capa de Transporte del host de
destino reensamblen los segmentos en el mismo orden en el que fueron transmitidos.
Esto asegura que la aplicación de destino cuente con los datos en la forma exacta en la
que se enviaron.
A pesar de que los servicios que utilizan UDP también rastrean las conversacionesentre aplicaciones, no tienen en cuenta el orden en el que se transmitió lainformación ni el mantenimiento de la conexión. No existe número de secuencia en elencabezado UDP. UDP es un diseño simple y genera menos carga que TCP, lo queproduce una transferencia de datos más rápida.
4.2 Protocolo TCP: Comunicación con confiabilidad4.2.1 TCP: Como generar conversaciones confiables
La diferencia clave entre TCP y UDP es la confiabilidad
La confiabilidad de la comunicación TCP se lleva a cabo utilizandosesiones orientadas a la conexión. Antes de que un host queutiliza TCP envíe datos a otro host, la capa de Transporte inicia unproceso para crear una conexión con el destino. Esta conexiónpermite el rastreo de una sesión o stream de comunicación entrelos hosts. Este proceso asegura que cada host tengaconocimiento de la comunicación y se prepare. Una conversaciónTCP completa requiere el establecimiento de una sesión entre loshosts en ambas direcciones.
Luego de establecida la sesión, el destino envía acuses de recibo alorigen por los segmentos que recibe. Estos acuses de reciboforman la base de la confiabilidad dentro de la sesión TCP.Cuando el origen recibe un acuse de recibo, reconoce que losdatos se han entregado con éxito y puede dejar de rastrearlos. Siel origen no recibe el acuse de recibo dentro de un tiempopredeterminado, retransmite esos datos al destino.
También existen cargas adicionales en los hosts individuales,generadas por la necesidad de mantener un seguimiento de lossegmentos que esperan acuse de recibo y por el proceso deretransmisión.
Esta confiabilidad se logra contando con campos en el segmentoTCP, cada uno con una función específica, como se muestra en lafigura.
Cada proceso de aplicación que se ejecuta en el servidor esconfigurado por el administrador del sistema para utilizar unnúmero de puerto, de forma predeterminada o manual. Unservidor individual no puede tener dos servicios asignados almismo número de puerto dentro de los mismos servicios de lacapa de Transporte. Un host que ejecuta una aplicación deservidor Web y una de transferencia de archivos no puedeconfigurar ambas para utilizar el mismo puerto (por ejemplo, elpuerto TCP 8.080). Cuando una aplicación de servidor activa seasigna a un puerto específico, este puerto se considera "abierto"para el servidor. Esto significa que la capa de Transporte aceptay procesa segmentos direccionados a ese puerto. Toda solicitudentrante de un cliente direccionada al socket correcto esaceptada y los datos se envían a la aplicación del servidor.Pueden existir varios puertos simultáneos abiertos en unservidor, uno para cada aplicación de servidor activa. Es comúnque un servidor provea más de un servicio, como un servidorWeb y un servidor FTP, al mismo tiempo.
4.2.2 Procesos del servidor TCP
La figura muestra la asignación típica de puertos de origen y destino en operaciones de cliente o servidor TCP.
Cuando dos hosts se comunican utilizando TCP, se establece unaconexión antes de que puedan intercambiarse los datos. Luego de que secompleta la comunicación, se cierran las sesiones y la conexión finaliza.Los mecanismos de conexión y de sesión habilitan la función deconfiabilidad de TCP. El host rastrea cada segmento de datos dentro deuna sesión e intercambia información sobre los datos recibidos porcadahost a través de la información del encabezado TCP.
Cada conexión representa dos streams de comunicación de una vía osesiones. Para establecer la conexión los hosts realizan un intercambio deseñales de tres vías. Los bits de control en el encabezado TCP indican elprogreso y estado de la conexión.
. Enlace de tres vías:
• Establece que el dispositivo de destino esté presente en la red.
• Verifica que el dispositivo de destino tenga un servicio activo y estéaceptando las peticiones en el número de puerto de destino que el clienteque lo inicia intente usar para la sesión.
• Informa al dispositivo de destino que el cliente de origen intentaestablecer una sesión de comunicación en ese número de puerto.
4.2.3 Establecimiento y finalización de la conexión TCP
Los tres pasos para el establecimiento de una conexión TCP son:
1. El cliente que inicia la conexión envía un segmento que contiene un valor de secuencia inicial, que actúa como solicitud para el servidor para comenzar una sesión de comunicación.
2. El servidor responde con un segmento que contiene un valor dereconocimiento igual al valor de secuencia recibido más 1, además de supropio valor de secuencia de sincronización. El valor es uno mayor que elnúmero de secuencia porque el ACK es siempre el próximo Byte u Octetoesperado. Este valor de reconocimiento permite al cliente unir larespuesta al segmento original que fue enviado al servidor.
3. El cliente que inicia la conexión responde con un valor dereconocimiento igual al valor de secuencia que recibió más uno. Estocompleta el proceso de establecimiento de la conexión.
Para entender el proceso de enlace de tres vías, es importante observar losdistintos valores que intercambian los dos hosts. Dentro del encabezado delsegmento TCP, existen seis campos de 1 bit que contienen información decontrol utilizada para gestionar los procesos de TCP. Estos campos son lossiguientes:
URG: Urgente campo de señalizador significativo,
ACK: Campo significativo de acuse de recibo,
PSH: Función de empuje,
RST: Reconfiguración de la conexión,
SYN: Sincronizar números de secuencia,
FIN: No hay más datos desde el emisor.
A estos campos se los denomina señaladores porque el valor de uno deestos campos es sólo de 1 bit, entonces tiene sólo dos valores: 1 ó 0. Si elvalor del bit se establece en 1, indica la información de control que contieneel segmento.
Si se utiliza un proceso de cuatro pasos, los señalizadores se intercambian para finalizar la conexión TCP.
Paso 1
Un cliente TCP comienza el enlace de tres vías enviando un segmento conel señalizador de control SYN (Sincronizar números de secuencia)establecido, indicando un valor inicial en el campo de número desecuencia del encabezado. Este valor inicial para el número de secuencia,conocido como número de secuencia inicial (ISN), se elige de maneraaleatoria y se utiliza para comenzar a rastrear el flujo de datos desde elcliente al servidor para esta sesión. El ISN en el encabezado de cadasegmento se incrementa en uno por cada byte de datos enviados desde elcliente hacia el servidor mientras continúa la conversación de datos.
4.2.4 Protocolo TCP de enlace de tres vías
Como se muestra en la figura, el resultado de un analizador deprotocolos muestra el señalizador de control SYN y el número desecuencia relativa.
Paso 2
El servidor TCP necesita reconocer la recepción del segmento SYN delcliente para establecer la sesión de cliente a servidor. Para hacerlo, elservidor envía un segmento al cliente con el señalizador ACK establecidoindicando que el número de acuse de recibo es significativo. Con esteseñalizador establecido en el segmento, el cliente interpreta esto comoacuse de recibo de que el servidor ha recibido el SYN del cliente TCP.
El valor del número de campo del acuse de recibo es igual al número desecuencia inicial del cliente más 1. Esto
establece una sesión desde el cliente al servidor. El señalizador ACKpermanecerá establecido para mantener el
equilibrio de la sesión. Cabe recordar que la conversación entre el clientey el servidor está compuesta en realidad por dos sesiones de una vía: unadel cliente al servidor y la otra del servidor al cliente.
Como se muestra en la figura, el resultado del analizador deprotocolos muestra que están establecidos los señalizadores decontrol ACK y SYN y se muestran los números relativos de secuencia yreconocimiento.
Paso 3
Por último, el cliente TCP responde con un segmento que contiene un ACK
que actúa como respuesta al SYN de TCP enviado por el servidor. No
existen datos de usuario en este segmento. El valor del campo número de
acuse de recibo contiene uno más que el número de secuencia inicial
recibido del servidor. Una vez establecidas ambas sesiones entre el cliente
y el servidor, todos los segmentos adicionales que se intercambien en la
comunicación tendrán establecido el señalizador ACK.
Como se muestra en la figura, el resultado del analizador de protocolosmuestra el señalizador de control ACK establecido y se muestran losnúmeros relativos de secuencia y reconocimiento.
Para cerrar la conexión se debe establecer el señalizador de control FIN
(Finalizar) en el encabezado del segmento. Para finalizar todas las sesiones
TCP de una vía, se utiliza un enlace de dos vías, que consta de un segmento
FIN y un segmento ACK. Por lo tanto, para terminar una conversación
simple admitida por TCP, se requieren cuatro intercambios para finalizar
ambas sesiones.
1. Cuando el cliente no tiene más datos para enviar al stream, envía un
segmento con el señalizador FIN establecido.
2.El servidor envía un ACK para acusar recibo de Fin y terminar la sesión del
cliente al servidor.
3. El servidor envía un FIN al cliente para finalizar la sesión del servidor al
cliente.
4. El cliente responde con un ACK para dar acuse de recibo de FIN desde el
servidor.
4.2.5 Terminación de la sesión TCP
Cuando la finalización de sesión del cliente no tiene más datos paratransferir, establece el señalizador FIN en el
encabezado de un segmento. Luego, el servidor finaliza la conexión y envíaun segmento normal que contiene datos con el señalizador ACKestablecido utilizando el número de acuse de recibo, confirmando así quese han recibido todos los bytes de datos. Cuando se produce el acuse derecibo de todos los segmentos, se cierra la sesión.
La sesión en la otra dirección se cierra mediante el mismo proceso. Elreceptor indica que no existen más datos para enviar estableciendo elseñalizador FIN en el encabezado del segmento enviado al origen. Unacuse de recibo de retorno confirma que todos los bytes de datos han sidorecibidos y, por lo tanto, se ha cerrado la sesión.
Como se muestra en la figura, los señalizadores de control FIN y ACK seestablecen en el encabezado del segmento, cerrando por lo tanto la sesiónHTTP.
También es posible terminar la conexión mediante un enlace de tres vías.Cuando el cliente no posee más datos para enviar, envía un señalizadorFIN al servidor. Si el servidor tampoco tiene más datos para enviar, puederesponder con los señalizadores FIN y ACK, combinando dos pasos enuno. El cliente responde con un ACK.
4.3 Administración de las sesiones TCP4.3.1 Reensamblaje de segmentos TCP
Cuando los servicios envían datos utilizando TCP, los segmentos puedenllegar a destinos desordenados. Para que el receptor comprenda elmensaje original, los datos en estos segmentos se reensamblan en elorden original. Para lograr esto, se asignan números de secuencia en elencabezado de cada paquete.
Durante la configuración de la sesión, se establece un número desecuencia inicial (ISN). Este número de secuencia inicial representa elvalor de inicio para los bytes de esta sesión que se transmitirán a laaplicación receptora. A medida que se transmiten los datos durante lasesión, el número de secuencia se incrementa en el número de bytes quese han transmitido. Este rastreo de bytes de datos permite que cadasegmento se identifique y se envíe acuse de recibo de manera exclusiva.Se pueden identificar segmentos perdidos.
El proceso TCP receptor coloca los datos del segmento en un búfer derecepción. Los segmentos se colocan en el orden de número de secuenciaadecuado y se pasa a la capa de Aplicación cuando son reensamblados.Todos los segmentos que llegan con números de secuencia no contiguosse mantienen para su procesamiento posterior. Luego, se procesan lossegmentos cuando llegan con los bytes perdidos.
Los números de secuencia de segmento permiten la confiabilidad indicando cómo reensamblar y reordenar los segmentos recibidos, como se muestra en la figura.
4.3.2 Acuse de recibo de TCP con uso de ventanas
Una de las funciones de TCP es asegurar que cada segmento llegue a sudestino. Los servicios TCP en el host de
destino envían a la aplicación de origen un acuse de recibo de los datosrecibidos.
El número de secuencia y el número de acuse de recibo del encabezado delsegmento se utilizan para confirmar la recepción de los bytes de datoscontenidos en los segmentos. El número de secuencia es el número relativode bytes que ha sido transmitido en esta sesión más 1 (que es el númerodel primer byte de datos en el segmento actual). TCP utiliza el número dereconocimiento en segmentos que se vuelven a enviar al origen para indicarel próximo byte de esta sesión que espera el receptor. Esto se llama acusede recibo de expectativa.
En el ejemplo de la figura, el host en la izquierda envía datos al host de la derecha. Envía un segmento que contiene 10 bytes de datos para esta sesión y un número de secuencia igual a 1 en el encabezado.
El host receptor de la derecha recibe el segmento en la Capa 4 y determina que el número de secuencia es 1 y que posee 10 bytes de datos. Luego el host envía un segmento de vuelta al host de la izquierda para acusar recibo de estos datos. En este segmento, el host establece el número de acuse de recibo en 11 para indicar que el próximo byte de datos que espera recibir en esta sesión es el byte número 11.
Cuando el host emisor de la izquierda recibe este acuse de recibo, puede enviar el próximo segmento que contiene datos para esta sesión a partir del byte 11.
Observando este ejemplo, si el host emisor tuviera que esperar el acuse de recibopor la recepción de cada uno de los 10 bytes, la red estaría demasiado sobrecargada.Para reducir la sobrecarga de estos acuses de recibo, los segmentos de datosmúltiples pueden enviarse previamente y ser reconocidos con un mensaje TCP simpleen la dirección opuesta. Este reconocimiento contiene un número de acuse de reciboen base al número total de bytes recibidos en la sesión.
4.3.3 Retransmisión de TCP
Manejo de la pérdida de segmentos
Por óptimo que sea el diseño de una red, siempre se producirán pérdidas
ocasionales de datos. Por lo tanto, TCP cuenta con métodos para gestionar
dichas pérdidas de segmentos. Entre los mismos existe un mecanismo para
retransmitir segmentos con datos no reconocidos.
Un servicio de host de destino que utiliza TCP, por lo general sólo reconoce
datos para secuencias de bytes contiguas. Si uno o más segmentos se
pierden, sólo se acusa recibo de los datos de los segmentos que completan el
stream.
Por ejemplo, si se reciben los segmentos con números de secuencia de 1500 a
3000 y de 3400 a 3500, el número de acuse de recibo será 3001. Esto sucede
porque existen segmentos con números de secuencia de 3001 a 3399 que no
se recibieron.
Cuando TCP en el host de origen no recibe un acuse de recibo pasado un
tiempo predeterminado, volverá al último número de acuse de recibo que
recibió y retransmitirá los datos a partir de éste. El proceso de retransmisión
no es especificado por RFC, sino que depende de la implementación de TCP en
particular.
La animación demuestra la retransmisión de segmentos perdidos.Los hosts actuales también suelen emplear una función opcional llamada Acuses de recibo selectivos. Si ambos hosts admiten el Acuse de recibo selectivo, es posible que el destino reconozca los bytes de segmentos discontinuos y el host sólo necesitará retransmitir los datos perdidos.
4.3.4 Control de congestión de TCP: Cómo minimizar la pérdida de Segmentos
Control del flujo
TCP también provee mecanismos para el control del flujo. El control del flujocontribuye con la confiabilidad de la
transmisión TCP ajustando la tasa efectiva de flujo de datos entre los dosservicios de la sesión. Cuando el origen
advierte que se recibió la cantidad de datos especificados en los segmentos,puede continuar enviando más datos para esta sesión.
El campo Tamaño de la ventana en el encabezado TCP especifica la cantidadde datos que puede transmitirse antes de que se reciba el acuse de recibo.El tamaño de la ventana inicial se determina durante el comienzo de lasesión a través del enlace de tres vías.
En este ejemplo, el tamaño de la ventana inicial para una sesión TCPrepresentada se establece en 3000 bytes. Cuando el emisor transmite 3000bytes, espera por un acuse de recibo de los mismos antes de transmitir mássegmentos para esta sesión.
Una vez que el emisor ha recibido este acuse de recibo del receptor, yapuede transmitir 3000 bytes adicionales.
Durante la demora en la recepción del acuse de recibo, el emisor no enviaráningún segmento adicional para esta
sesión.
En los períodos en los que la red está congestionada o los recursos del hostreceptor están exigidos, la demora puede aumentar. A medida que aumentaesta demora, disminuye la tasa de transmisión efectiva de los datos paraesta sesión. La disminución de la tasa de datos ayuda a reducir la contenciónde recursos.
Reducción del tamaño de la ventana
Otra forma de controlar el flujo de datos es utilizar tamaños dinámicos deventana. Cuando los recursos de la red son limitados, TCP puede reducir eltamaño de la ventana para lograr que los segmentos recibidos seanreconocidos con mayor frecuencia. Esto disminuye de manera efectiva latasa de transmisión, ya que el origen espera que los datos sean recibidoscon más frecuencia.
El host receptor TCP envía el valor del tamaño de la ventana al TCP emisorpara indicar el número de bytes que está preparado para recibir como partede la sesión. Si el destino necesita disminuir la tasa de comunicación debidoa limitaciones de memoria del búfer, puede enviar un valor de tamaño de laventana menor al origen como parte de un acuse de recibo.
Como se muestra en la figura, si un host de recepción sufre una congestión,puede responder al host emisor con un segmento con el tamaño de la ventanareducido. En este gráfico, se produjo la pérdida de uno de los segmentos. Elreceptor cambió el campo ventana en el encabezado de los mensajes devueltosen esta conversación de 3000 a 1500. Esto hizo que el emisor redujera eltamaño de la ventana a 1500.
4.4 Protocolo UDP: Comunicación con baja sobrecarga4.4.1 UDP: Baja sobrecarga vs Confiabilidad
UDP es un protocolo simple que provee las funciones básicas de la capa deTransporte. Genera mucho menos sobrecarga que TCP, ya que no es orientado a laconexión y no cuenta con los sofisticados mecanismos de retransmisión,secuenciación y control del flujo.
Esto no significa que las aplicaciones que utilizan UDP no sean confiables.Sólo quiere decir que estas funciones no son contempladas por el protocolo de lacapa de Transporte y deben implementarse aparte, si fuera necesario.
Pese a que es relativamente baja la cantidad total de tráfico UDP que puedeencontrarse en una red típica, entre los protocolos principales de la capa deAplicación que utilizan UDP se incluyen:
• sistema de denominación de dominio (DNS),
• protocolo simple de administración de red (SNMP),
• protocolo de configuración dinámica de host (DHCP),
• protocolo de información de enrutamiento (RIP),
• protocolo trivial de transferencia de archivos (TFTP), y
• juegos en línea.
La baja sobrecarga de UDP lo hacen deseable para dichas aplicaciones
4.4.2 Reensamblaje de datagramas de UDP
Muchas aplicaciones que utilizan UDP envían pequeñas cantidades de
datos que pueden ocupar un segmento. Sin embargo, algunas aplicaciones
enviarán cantidades mayores de datos que deben dividirse en varios
segmentos. La PDU de UDP se conoce como datagrama, pese a que los
términos segmento y datagrama a veces se utilizan de manera indistinta
para describir una PDU de la capa de Transporte.
Cuando se envían múltiples datagramas a un destino, los mismos pueden
tomar rutas distintas y llegar en el orden incorrecto. UDP no mantiene un
seguimiento de los números de secuencia de la manera en que lo hace TCP.
UDP no puede reordenar los datagramas en el orden de la transmisión.
Por lo tanto, UDP simplemente reensambla los datos en el orden en que se
recibieron y los envía a la aplicación. Si la secuencia de los datos es
importante para la aplicación, la misma deberá identificar la secuencia
adecuada de datos y determinar cómo procesarlos.
4.4.3 Procesos y solicitudes del servidor UDP
Al igual que las aplicaciones basadas en TCP, a las aplicaciones deservidor basadas en UDP se les asigna números de puerto bienconocidos o registrados. Cuando se ejecutan estas aplicaciones oprocesos, aceptan los datos que coincidan con el número de puertoasignado. Cuando UDP recibe un datagrama destinado a uno deesos puertos, envía los datos de aplicación a la aplicación adecuadaen base a su número de puerto.
4.4.4 Procesos del cliente UDP
Como en TCP, la comunicación cliente/servidor se inicia por una aplicación
cliente que solicita datos de un proceso del servidor. El proceso de clienteUDP selecciona al azar un número de puerto del rango dinámico denúmeros de puerto y lo utiliza como puerto de origen para la conversación.El puerto de destino por lo general será el número de puerto bien conocidoo registrado asignado al proceso del servidor.
Cabe recordar que una vez que el cliente ha elegido los puertos de origen ydestino, estos mismos puertos se utilizarán en el encabezado de todos losdatagramas que se utilicen en la transacción. Para la devolución de datosdel servidor al cliente, se invierten los números de puerto de origen ydestino en el encabezado del datagrama.
